固定式填充复合床光催化反应器降解实际工业废水特性的研究

设计了一种固定式填充复合床光催化反应器,在该反应器中,对印染、制药和造纸3种实际难降解有机工业废水的光催化降解特性进行了研究.研究结果表明:其对印染、造纸废水中COD.的光催化降解符合零级反应动力学模式,而制药废水中CODcr的光催化降解存在着复杂的动力学模式;650 W紫外光照240 min,3种废水的BOD5/COD0均提高到0.5以上.     

微波强化氧化处理难降解有机废水研究进展

重点介绍了微波与吸附材料、氧化剂、催化剂、光催化等协同处理有机废水的研究进展,并介绍了微波强化氧化降解有机废水反应器的设计与开发情况,探讨了现有研究中存在的问题,展望了该技术在难降解有机废水处理中应用前景.     

生物电化学系统对制药废水中难生化有机物的降解

为探究制药废水中难生化有机物的有效降解方法,本文采用“电Fenton+生物电化学”联合处理制药废水,通过三维荧光光谱（EEMs）及气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分析进、出水中溶解性有机物（DOM）和难生化有机物的降解效果,结果如下。①采用电Fenton预处理制药废水,对废水COD_Cr的平均去除率为28.75%±1.29%,对四氢呋喃的平均去除率为41.18%±2.95%,初步降低废水生物毒性,实现了制药废水的良好预处理效果。②电化学生物反应器对制药废水的化学需氧量（COD_Cr）有显著的降解效果且明显优于单一生物膜反应器。其中电化学生物反应器运行39天,COD_Cr从(3438.30~4775.70)mg/L降至(20.18~331.09)mg/L,平均去除率达95.89%±1.63%;单一生物膜反应器运行10天,COD_Cr从(3943.90~4631.20)mg/L降至(345.08~1264.3)mg/L,平均去除率为79.86%±6.21%。③制药废水中溶解性有机物成分以酪氨酸类蛋白、色氨酸类蛋白、溶解性微生物副产物（SMPs）为主,电化学生物反应器对3个区域的荧光组分降解效果明显,去除率分别为58.88%、37.16%和36.26%。④针对制药废水中的主要难生化有机物四氢呋喃,电化学生物反应器可实现四氢呋喃的有效降解,四氢呋喃去除率高达97.65%。本研究从COD_Cr去除率、EEMs降解效果和难生化有机物降解效果三方面考察生物电化学系统对制药废水的处理效果,为电化学生物反应器在制药废水处理领域的应用提供科学依据。     

沸石负载TiO_2光催化降解制药废水的研究

用自制的光催化反应器,以天然斜发沸石负载TiO2为光催化剂,紫外光为光源,对制药工业废水进行光催化降解实验,研究其在不同条件下的光催化降解效果。实验结果表明,经过光催化降解反应,制药工业废水的COD去除率可达78.2%,脱色率为94.6%。     

TiO_2/PbO_2复合膜光催化氧化降解染料废水

提出了一种TiO2/PbO2复合膜圆形光催化氧化反应器,研究了该反应器对经生化处理后的染料废水进行降解的过程.研究表明:光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO2/PbO2复合膜、pH=8.0、H2O2质量浓度为400 mg/L.并对其他氧化剂对该过程的影响进行了探讨.有机废水通过该反应器进行处理后,其COD降为48.4 mg/L.能使有机污染物全部降解为小分子无机物,废水达到国家一级排放标准.     

光催化氧化降解处理有机废水研究进展

难降解有机废水治理是环保部门研究的重点课题,文章介绍了光催化氧化的机理及优点,阐述了国内外研究光催化氧化技术处理难降解废水如:表面活性剂废水、焦化废水、农药废水、染料废水、造纸废水及制药废水等的研究进展和一些实用、经济、能用于工业化处理有机废水的光催化氧化技术,展望了光催化氧化技术今后研究的重点方向。     

复合催化剂光催化降解DNT废水及其降解机理

为探索负载型多金属氧酸盐类复合催化剂光催化降解炸药废水的催化活性及降解机理,采用溶胶-凝胶-溶剂热的路径,制备了3种负载型多金属氧酸盐类复合催化剂H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2、H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)和SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)。以炸药废水中典型有机污染物二硝基甲苯(DNT)为目标化合物,考察了所制备的复合催化剂在光催化降解DNT废水方面的催化活性,并对不同催化剂之间光催化活性的差异进行了合理的解释,分析了催化剂的结构与其光催化性能之间的关系。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对废水中反应物和产物的种类进行了鉴定和分析,对光催化氧化法降解DNT废水的降解机理和矿化程度进行了研究。结果表明,以SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)为催化剂,光照4h后,DNT废水降解率达98.73%。光催化降解DNT废水过程中,发生了甲基氧化、脱硝基、脱羧基等反应,降解过程中的中间产物主要包括对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、1,3-二硝基苯、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二硝基苯甲醛。光催化降解4h后,除极少量3,4-DNT外,其余硝基苯类化合物均完全降解。     

非均相类Fenton法降解硝基苯化工废水的效能及其机制

以实验室制备的3A-Fe型分子筛为催化剂,并利用扫描电镜、能谱分析和XRD技术对催化剂进行了表征。在3A-Fe型分子筛与H₂O₂构建的非均相类Fenton催化体系内对硝基苯的降解效能和机制进行了研究,讨论了体系pH值、H₂O₂的投加量、催化剂投加量、硝基苯废水浓度对硝基苯降解率和反应速率的影响,并初步揭示了硝基苯的降解机理。结果表明：3A-Fe分子筛作为催化剂的类Fenton反应,在pH值2～10之间都具有较好的处理效果;类Fenton体系氧化降解反应过程是一种非均相的界面微观反应;3A-Fe类Fenton催化剂性能优越,对硝基苯废水中硝基苯的去除率为94.1%,COD_Cr和TOC的去除率分别为78.6%和60.5%。     

微波诱导降解有机废水的研究进展

概括了微波的作用原理,综述了微波/吸波剂、微波/氧化剂、微波/催化剂/氧化剂联合作用在降解有机废水方面的反应条件、降解效率和原理优势,分析了微波诱导降解在处理有机废水技术中存在的问题,展望了今后的发展方向,为微波诱导降解技术的研究与应用提供参考。     

CNTs负载TiO2对茜素红溶液的降解研究

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/CNTs复合催化剂。测定复合催化剂对不同浓度茜素红溶液的光降解活性,并对光催化降解动力学进行研究。结果表明,在CNTs负载质量分数7.5%、焙烧温度450 ℃和焙烧时间3.5 h条件下制备的TiO₂/CNTs复合催化剂光催化活性得到提升。相同条件下,TiO₂/CNTs对150 mg·L^-1茜素红溶液的最终降解率达67%,而TiO₂的最终降解率只有56%。复合催化剂光催化活性提升的原因是CNTs负载后光催化粒子在紫外光照射下生成更多的氢氧根活性自由基。光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂对污染物的表观吸附是整个反应的“瓶颈”。随着反应浓度的增大,光催化降解反应的反应级数由一级反应逐渐下降为零级反应。     

Photo-catalytic degradation of rhodamine B using microwave powered electrodeless discharge lamp

A microwave discharge electrodeless lamp (MDEL) was used as the light source for microwave assisted TiO₂ photo-catalysis to degrade rhodamine B. A MDEL filled with low pressure mercury gas has been developed for the photo-catalytic treatment of water pollutants over TiO₂ balls. TiO₂ balls produced by the chemical vapor deposition method were used. The degradation reaction rate was shown to be higher with higher microwave intensity and with a larger amount of O₂ gas addition. The effect of addition of H₂O₂ was not significant when photo-catalysis was used without additional microwave irradiation or when microwave was irradiated without the use of photo-catalysts. When H₂O₂ was added under simultaneous use of photo-catalysis and microwave irradiation, however, considerably higher degradation reaction rates were observed. This result suggests that there is a synergy effect when the constituent techniques are applied together.     

镉掺杂纳米氧化锌光催化性能研究

采用有机液相合成法合成了Cd掺杂ZnO纳米材料,并对染料废水进行光催化降解实验,研究了Cd掺杂量对纳米ZnO光催化性能的影响。通过TEM、XRD、XPS对其成分、形貌及晶体结构进行表征。实验结果表明:镉的掺入提高了ZnO的光催化活性,镉锌质量比为0.9%时光催化性能最好,高压汞灯下反应40 min,活性黄的脱色率和COD去除率分别达到96.7%、63.5%。     

镧、钇共掺杂纳米ZnO的制备及处理染料废水研究

以醋酸锌、硝酸镧和硝酸钇为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,过硫酸铵为引发剂,采用高分子网络凝胶法制备得到镧、钇共掺杂的Zn O纳米粉体。用紫外灯作为光源,以15 mg/L甲基橙溶液为光催化反应模型污染物,研究了不同掺杂量的纳米Zn O的光催化性能,并用XRD、TEM、XPS、BET等对其进行表征。试验结果表明:当镧、钇的掺杂比分别为0.12%、0.23%时,光催化降解效果最好,反应1 h对甲基橙溶液的色度和COD去除率分别达到95.7%和87.8%。     

H2O2与O2协同引发的TiO2/Fe3+光催化降解苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2/Fe3+负载到其表面制成了空间玻璃纤维反应器。利用该反应器以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的试验研究,重点考察了H2O2及O2的协同作用对光催化氧化的影响。试验发现,H2O2的加入对HO.的产生有显著的引发作用,同时向溶液中充入O2可明显提高光催化效率,降低H2O2用量。试验结果表明,以UV365-250 W光源照射,在初始pH为3~5,O2通入量为1.0 L/(min.L),上升流速为0.7 m/min,H2O2浓度为0.1 mmol/L等试验条件下,初始质量浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,其矿化率可达83%左右。     

Assessment of Microwave/UV/O<Subscript>3</Subscript> in the Photo-Catalytic Degradation of Bromothymol Blue in Aqueous Nano TiO<Subscript>2</Subscript> Particles Dispersions

In this study, a microwave/UV/TiO₂/ozone/H₂O₂ hybrid process system, in which various techniques that have been used for water treatment are combined, is evaluated to develop an advanced technology to treat non-biodegradable water pollutants efficiently. In particular, the objective of this study is to develop a novel advanced oxidation process that overcomes the limitations of existing single-process water treatment methods by adding microwave irradiation to maximize the formation of active intermediate products, e.g., OH radicals, with the aid of UV irradiation by microwave discharge electrodeless lamp, photo-catalysts, and auxiliary oxidants. The results of photo-catalytic degradation of BTB showed that the decomposition rate increased with the TiO₂ particle dosages and microwave intensity. When an auxiliary oxidant such as ozone or hydrogen peroxide was added to the microwave-assisted photo-catalysis, however, a synergy effect that enhanced the reaction rate considerably was observed.     

平板型光催化反应器的研制及实验研究

在充分调研现有光反应器的基础上,结合污水处理系统的特点,自行设计制作出平板型光催化反应器.选取亚甲基兰、刚果红和有机磷农药乐果进行初步的室内、室外降解实验,进而提出系统还需优化之处,可供相关人员参考.     

Catalytic Treatment of Organic Solvent Vapor in a Baking Oven

A catalytic treatment for organic solvent vapor using the heat of a baking oven was investigated. A Pt/Al₂O₃ catalyst showed high activity for toluene. A Co₃O₄-CeO₂ catalyst preferentially oxidized ethyl acetate and butyl acetate, but by-products were generated. These organic solvents produce high emissions from painting and printing ink in Japan. However, treating all three solvents simultaneously at low temperatures is difficult. In the present study, when a Pt/Co₃O₄-CeO₂ catalyst was employed at oven temperatures of 230–250 °C, a gas containing toluene, ethyl acetate, and butyl acetate was able to be effectively treated with no carbon deposition. The application of the Pt/Co₃O₄-CeO₂ catalyst enabled treatment in the oven using the oven's own heat.     

磺化硅胶催化合成2,4-滴丁酯

以2,4-二氯苯氧乙酸和正丁醇为原料,磺化硅胶为催化剂,催化合成除草剂2,4-二氯苯氧乙酸正丁酯(2,4-滴丁酯)。考察催化剂用量、原料配比及回流时间对反应的影响。结果表明,最佳反应条件为:催化剂用量为2,4-二氯苯氧乙酸质量的1.4%,n(正丁醇):n(2,4-二氯苯氧乙酸)=10:1,回流时间为1.0 h,2,4-二氯苯氧乙酸正丁酯的收率为98.7%。     

分子碘催化合成2，4-滴丁酯

研究了在分子碘催化条件下,以2,4-二氯苯氧乙酸和正丁醇为原料合成除草剂2,4-二氯苯氧乙酸正丁酯（2,4-滴丁酯）,的方法。考察了醇酸物质的量比、反应时间和催化剂用量等因素对反应的影响。确定其最佳的反应条件为：醇酸物质的量比为：10：1,回流反应2．0h,催化剂用量为0．03g（基于0．02mol的2,4-二氯苯氧乙酸）,在此条件下酯化率达98．7％。与现有的2,4-滴丁酯的合成方法相比本方法操作方便,反应条件温和,产品纯度和收率较高,具有工业化应用前景。     

三相流化床中光催化降解反应特性的研究

在设计并建立的流态化光催化反应器中,采用负载型光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催化降解实验研究。优化了三相流化状态下光催化反应器的操作条件, 其结果为:气体流量200-250Lh-1,液体流量30 Lh-1,催化剂用量为1.5gkg-1处理液;考察了该反应器中催化剂的使用寿命,为光催化降解技术的工业应用研究提供了参考。